CNRS et INRIA partenaires du premier OS pour réseaux quantiques
« Nous rendons possible – pour la première fois – la programmation et l’exécution d’applications sur un réseau quantique en toute simplicité ».
Rapports de la TU Delft :
Les chercheurs de la Quantum Internet Alliance (QIA) de l’Université de Delft, de QuTech, de l’Université d’Innsbruck, de l’INRIA et du CNRS ont récemment annoncé la création du premier système d’exploitation conçu pour les réseaux quantiques : QNodeOS. Cette recherche, publiée dans Nature, marque une étape importante dans la transformation des réseaux quantiques d’un concept théorique en une technologie pratique qui pourrait révolutionner l’avenir de l’internet.
« L’objectif de nos recherches est de mettre la technologie des réseaux quantiques à la portée de tous. Avec QNodeOS, nous faisons un grand pas en avant. Nous rendons possible – pour la première fois – la programmation et l’exécution facile d’applications sur un réseau quantique », explique la professeure Stephanie Wehner, professeur d’informatique quantique à l’institut de recherche en technologie quantique QuTech de la TU Delft, qui a dirigé l’étude. « Notre travail crée également un cadre qui ouvre des domaines entièrement nouveaux de recherche en informatique quantique ».
Abaisser les barrières pour les développeurs
La possibilité de programmer facilement du matériel informatique classique tel que des ordinateurs portables ou des téléphones a eu un impact transformateur sur notre monde et a permis la création d’un large éventail d’applications. « Le système est comme le logiciel de votre ordinateur à la maison : vous n’avez pas besoin de savoir comment fonctionne le matériel pour l’utiliser », explique Mariagrazia Iuliano, doctorante à QuTech.
En supprimant essentiellement la barrière entre le matériel de mise en réseau et le logiciel, le système d’exploitation permettra aux développeurs de créer des applications facilement et sur un large éventail de solutions matérielles, ouvrant ainsi la voie au développement de logiciels susceptibles d’apporter la technologie des réseaux quantiques à la société.
Un système d’exploitation entièrement programmable
Le système d’exploitation du réseau quantique, connu sous le nom de QNodeOS, est entièrement programmable, ce qui signifie que les applications peuvent être exécutées à un niveau élevé, tout comme sur les systèmes d’exploitation classiques tels que Windows ou Android. Contrairement aux systèmes précédents, qui nécessitaient un codage spécifique à chaque dispositif expérimental, QNodeOS permet de faire fonctionner facilement des processeurs quantiques sur un réseau, quelle que soit la plateforme matérielle utilisée. « Une telle architecture, qui n’a jamais été créée auparavant pour les réseaux quantiques, permet aux développeurs de se concentrer sur la logique de l’application plutôt que sur les détails du matériel », explique Bart van der Vecht, doctorant à QuTech. « Cela facilite la création de nouveaux types d’applications, dont certaines ne sont peut-être même pas imaginables aujourd’hui. »
Compatible avec plusieurs types de matériel
Les applications de réseaux quantiques diffèrent des applications qui fonctionnent sur un ordinateur quantique, ce qui pose des défis uniques que les chercheurs ont dû relever. Contrairement aux ordinateurs quantiques qui exécutent des programmes uniques, les applications de réseaux quantiques exigent que des programmes distincts soient exécutés indépendamment à différents nœuds du réseau, comme une application client sur votre téléphone et un serveur dans le cloud. Ces programmes doivent se coordonner par le biais de messages et de l’intrication quantique, un type particulier de connexion quantique qui confère aux réseaux quantiques leur puissance. QNodeOS résout les défis uniques posés par ce paradigme d’exécution quantique différent.
Les chercheurs ont démontré que QNodeOS peut fonctionner avec plusieurs types de matériel quantique, en le connectant à deux types de processeurs quantiques très différents. « Nos processeurs à ions piégés fonctionnent fondamentalement différemment de ceux basés sur les centres de couleur dans le diamant, mais nous avons montré que QNodeOS peut fonctionner avec les deux », explique Tracy Northup, professeur à l’université d’Innsbruck, en Autriche.
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